(浙江专用)2023年版高考物理一轮作业手册第11讲万有引力与天体运动(含解析)新人教版

1课时作业(十一)11万有引力与天体运动]根底热身1．牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的规律推理，建立了万有引力定律．在创立万有引力定律的过程中，牛顿( )A．承受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜测B．依据地球上一切物体都以一样加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即F∝mC．依据F∝mF∝mm1 2D．依据大量试验数据得出了比例系数G2．2023·202355亮”，这是2023年的最大满月．实际上，月球绕地球运动的轨道是一个椭圆，地球在椭圆的一个焦点上．依据天文学家观测，此时月球距离地球最近，约35.7万公里，与平均距离的比值约为37∶40.有传言称由于月亮对地球的引力增大“超级月亮”会引起严峻的地震火山或者其他自然灾难．由以上信息和学过的学问，以下说法中正确的有( )A15B．此时月球到达最大速度C．假设要使月球以此时到地球的距离开头绕地球做圆周运动，需要使月球适当加速D动把地球绕太阳公转看做匀速圆周运动，轨道平均半径约为1.5×108km，万有引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，则可估算出太阳的质量大约是( )A．2×1030kg B．2×1031kgC．3×1030kgD．3×1031kg代号“581c”的行星距离地球约190万亿公里，正围绕一颗体积比太阳小、温度比51.5行星外表重力加速度与地球外表重力加速度之比约为()A．1∶1B．2∶1C．3∶1D．4∶1技能强化一物体静置在平均密度为ρ的球形天体外表的赤道上．万有引力常量为G，假设由于天体自转使物体对天体外表压力恰好为零，则天体自转周期为( )4π1 3 1A.3Gρ2B4πρ2π

1 π1C.Gρ

2DGρ2如图K11－1速圆周运动，且行星的轨道半径比地球的轨道半径小，地球的运转周期为T.地球和太该行星的最大视角为θ，当行星处于最大视角处时，是地球上的天好者观看该行星的最正确时期．则此时行星绕太阳转动的角速度ω 与地球绕太阳转动的角速度ω 的比值ω行 地∶ω 为( )行 地tan3θ1tan3θ1sin3θ.cos3θ1D. tan3θA. BC.在争论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道．太阳质量约为月球质量的2.7×107倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行轨道半径的400倍关于太阳和月球对地球上一样质量海水的引力以下说法正确的选项是( )A．太阳引力远小于月球引力B．太阳引力与月球引力相差不大C．月球对不同区域海水的吸引力大小相等D．月球对不同区域海水的吸引力大小有差异8．2023·淮北模拟假设太阳系中天体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动，则以下物理量变化正确的选项是( )地球的向心力变为缩小前的一半1地球的向心力变为缩小前的16地球绕太阳公转周期变为缩小前的2倍地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半9．宇航员在地球和某星球外表做了两个比照试验．试验一：在该星球和地球上以同样4的运行周期是它绕地球外表运行周期的2是()1111A. 和 B. 和2564 25681 1 1 1C.和 D.和644 16810．2023·1μm10m7.3×104

km到1.4×15km.环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为146.67×10－11

N·m2/kg2，则土星的质量约为(估算时不考虑环中颗粒间的相互作用)( )A．9.0×1016C．9.0×1025

kgB．6.4×1017kgkgD．6.4×1026kg11．2023·茂名模拟我国已启动“嫦娥工程”2023年落月探测90——“广寒宫”．假设地球半径为R，地球外表的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，恳求出月球绕地球运动的轨道半径r；假设宇航员随登月飞船登陆月球后v竖直向上抛出一个小球，0经过时间t，小球落回抛出点．月球半径为r，引力常量为G，恳求出月球的质量M月 月．挑战自我12．2023·淮安调研剑桥大学争论生贝尔偶然觉察一个惊异的射电源，它每隔1.337s度稳定．这意味着脉冲星肯定进展着准确的周期运动，自转就是一种很准确的周期运动．蟹状星云的中心星PS05310.331s．PS0531PS0531G＝6.67×10－11N·m2/kg2)1030

假设PS0531的质量等于太阳质量，该星的可能半径最大是多少？(太阳质量是M＝kg)求出脉冲星PS0531外表四周可能的最大围绕速度．课时作业(十一)ABC[解析]由物理学史可知，选项A、B、C正确；比例常数G100D1 F r2

402 ΔFAB[解析]依据万有引力定律知F∝，有1＝2＝

＝1.17， ＝0.17，选项Ar2 F r22 1

372 F2正确；依据开普勒其次定律，月球在椭圆轨道上运动到近地点时的速度最大，选项B正确；Mmmv2G＞r2 Mmmv′2

，要使月球以此时到地球的距离开头绕地球做圆周运动，需满足G＝r2 r

，即需将月球运行速度减小为v′，选项C周运动，选项D3．A[解析]依据题意：地球轨道半径r＝1.5×108km，由地球绕太阳公转一周为Mm 2π2365天可得周期T＝3.2×1074π2r3

．万有引力供给向心力，即G2＝Tr，故太阳质量＝≈2×1030GT2

kg.选项A

M 5M 4．B[解析]由星球外表重力加速度公式g＝G

可知，g＝G·

地 ≈2g，故R2 〔1.5R〕2 地地B.Mm5．DGR24π2 M 4 3π

R，且ρ＝，V＝πR3，联立以上各式得T＝V 3

，DρGρ6．C三个星球的连线构成直角三角形，有 sinθ＝

r行，依据G

Mm ω r3＝mω2r，得行＝ 地＝1sin3θ1sin3θ

r r2地

ω r3地 行7．D[解析]设地球上海水质量为m，该海水既受太阳吸引，也受月球吸引．由万有mM mM

FMr2 1Gr月＝F，Gr日＝F

，则日＝日月＝2.7×107× ≈170倍，A、B错；又月2 月 2月

日 F Mr2月 月日

4002CD18．B8MmG××Mm 88 1 GMm FF＝G知向心力变为F′＝r2

r2

＝· ＝，选项AB16 r2 16

r3Mm 4π2 r3

2Gr2

＝mr·T2

T＝2π

T′＝2πGM

G×M/8

＝T，选项C、D2h s

4 g19．A[解析]由平抛运动规律h＝gt2、s＝vt得s＝v

，

星＝；g s，即＝，即＝；由mg＝G

1 g 16得星地得星在地球外表四周有mg＝mR，解得R＝π在地球外表四周有mg＝mR，解得R＝

gT2

星RgT2星

121 MmMT

4π2

R gT2地 地地

161 4 R2 M地＝星gR2＝星

121＝ g＝

164 256地地Mm 2π2

4π2r310．DGr2

＝Tr解得

GT2

＝6.4×1026

kg,DgR2T2 2vr20月0月

4π2 (2)Gt[解析](1)依据万有引力定律和向心力公式有：M月M 2π2Gr2＝M月Tr质量为m的物体在地球外表时：Mmmg＝GR2解得：r＝

3gR2T22.(2)设月球外表处的重力加速度为g，依据竖直上抛运动规律有：月gtv＝月0 2质量为m′的物体在月球外表时有：Mm′m′g＝G月

月r2月2vr2解得：M＝月

0月.Gt12．(1)1.3×1012

kg/m3

(2)5.7×102km(3)1.1×104km/s[解析](1)脉冲星的脉冲周期即为自转周期，脉冲星高速自转但不瓦解的临界条件是：该星球外表的质量为mMm 2π2GR2＝mTRM 4ρ＝，V＝πR3V 3故脉冲星的最小密度为3π 3×3.14 GT2 －1